電力線路在線監測技術探討

裴躍武 馬淑玲

(鄭州電纜有限公司，河南 鄭州 450016)

1 電力安全重要性

電力是關系國計民生的基礎產業，電力安全是社會公共安全的重要組成部分。美加“8.14”大停電就是個慘痛的教訓，這次大停電也引起了國內外對電力安全問題的廣泛關注。因此，必須千方百計確保電網安全可靠運行。電網安全是電力安全的基礎，只有實時監控，及時預警和發現電網隱患，保持電網的安全穩定，才能抵御事故的沖擊，確保電網的安全穩定。據統計，引起大面積停電的自然災害從1970年的30 起增加到2005年的150 起，而人為事件也從55 起增加到250 起，兩者基本上都增加了4 倍。電力安全形勢嚴峻每年國家因電力網的損害造成的直接經濟損失可達數百億元。現在國家電力系統的建設重點已經從發電建設轉移到電網建設，隨著電網建設速度的加快，輸電力線路、設備的增加，加強電網安全特別是超大規模輸輸電和電網安全保障已刻不容緩，對電網的安全保障體系也提出了更高的要求。

2 實施電力安全檢測及防范技術難度大

電網安全監控系統國內尚屬空白領域，發展電力安全的科技創新具有緊迫性和重要性。近年來為應對日益嚴峻的電力安全問題，各大電網公司紛紛加強電網安全建設建立應急預案。加強電網安全，從技術上提高各類裝置的可靠性和自動化程度，加強制度建設，才能確保電力安全。為研究和發展新一代電網保護技術國家進行了戰略部署出臺了一系列支持政策，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006－2020)》中就有“超大規模輸電和電網安全保障”作為未來研發的重點。復雜多變氣候條件和龐大的電網體系成為電網安全技術所需攻克的難題。我國地域廣闊、運行條件復雜，在電力安全技術的研究和工程實踐上面臨著更多的挑戰。我國高海拔、重污穢、覆冰、高地震烈度和多種采動影響區等環境特點對電力安全技術提出了更高要求；電力行業對于系統性的安全監控產品需求迫切。

輸網線路長，地處環境復雜，而且線路分支較多，用電負荷大，故障發生率較高，導致線路巡查及故障排查相當困難。目前國內外都在積極規劃、建設智能電網。目的是電力企業建立實時電網管理，使發電、輸電、用電互動互通。建立起可自測、自愈的智能電網，主動監管電力故障并迅速進行反應，實現更智慧的電力供給與輸送。它是通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。智能電網的核心內涵是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化。

3 意義及必要性

導線溫度是關系電力線路安全的關鍵參數，在線實時測量導線或導線接頭溫度,監測導線易受損點的狀態，保障線路安全；而且通過在線監測線路的導線溫度、風速、日照強度和環境溫度等，計算并控制線路的載流量，根據實際氣象條件和線路參數確定的導線輸送限額,能有效提高現有線路的傳輸效率。基于無線傳感網技術的超低功耗和自組織網絡的技術特點，非常方便的集成微氣候傳感器、張力傳感器、弧垂傳感器、圖象傳感器等，構成線路運行和故障綜合監測系統，保障電網運行安全，有較大的社會經濟意義。

實現智能電網的基礎是首先對電網上數據進行全方位監測并傳輸，可以實現互訪，通過這些數據作為管理依據，作為自動化控制，實現自愈、削峰填谷的依據。電力線路在線監測系統，可以監測電力線路的短路故障、接地故障、過流、停電、送電、智能巡檢等功能。為實現電網信息化、數字化打下堅實的基礎，并可以實現部分電網控制功能。作為智能電網建設的必要嘗試。如決定使用“電力線路在線監測系統”，考慮前期對此系統的了解不多，采取全面規劃分步實施的方案，可以在一條線路上設置電力線路故障在線監測系統。

4 發展趨勢

美國最早開展以在線監測為前期的狀態檢修工作，2004年美國電科院已開展動態增容監測系統方面的研究工作，美國EDM 公司已開發出SMS 型電力線路動態增容監測系統，通過攝像對導線弧垂的實時監測，導線弧垂取決于兩個因素：導線自重引起的彈性伸縮和導線溫度引起的熱伸縮，導線一旦架設完畢，導線自重引起的彈性伸縮為常數，導線弧垂的變化量取決于導線的平均溫度。因此，可以用弧垂進行等效計算導線溫度，再結合環境參數利用專門開發的軟件進行評估和預測，確定在保證安全的前提下當前線路的最大允許容量。該系統目前已在美國﹑加拿大等國家的多個電力公司使用，電壓等級從69～500KV。目前，狀態檢修動態增容監測系統也在歐洲、日本、澳大利亞等國家實際運行，歐洲很多國家采用狀態檢修來提高檢修效率。

5 結語

隨著改革開放的深入，電網建設如火如荼。但是多年來，我國的電力傳輸一直維持“發電重，供電輕”的狀態，這種狀態給我們帶來的就是電力輸網結構十分簡單薄弱，沒有實際有效的技術去對繁忙的輸網信息進行即時的監測，并且導致停電限電與區域負載嚴重或不足等嚴重的后果。為了保證電力的正常供應，在保障大容量送電線路的運行安全前提下，通過技術改造和升級增加現有電網的輸送能力，提高電網運行效率，以滿足日益增長的國民經濟發展和人民生活用電需要，具有重要意義。

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